• 한국식품영양과학회지
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• 제42권7호
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• pp.1125-1132
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• 2013

종균용 김치를 제조를 하기 위해서는 김치 공장에서 저가로 종균이 대량배양 되어야 한다. 그러나 현재의 유산균배지는 종균 생산용으로 사용하기에는 비용이 많이 든다. 이를 해결하기 위해서는 새로운 배지를 개발해야 하는데 새로운 배지를 개발하기 위한 기본적인 요소에는 배추 추출액, 탄소원, 질소원, 무기염류가 있다. 선정된 최적배지 조성은 배추 추출액 잎 30%, maltose 2%, yeast extract 0.25%, $2{\times}$ salt stock(2% sodium acetate trihydrate, 0.8% disodium hydrogen phosphate, 0.8% sodium citrate, 0.8% ammonium sulfate, 0.04% magnesium sulfate, 0.02% manganese sulfate)으로 나타났다. 그리고 새롭게 개발된 배지의 이름은 MFL로 명명하였다. Leuconostoc(Leuc.) citreum GR1을 $30^{\circ}C$에서 24시간 배양하면 MRS 배지에서는 $3.41{\times}10^9$ CFU/mL, MFL 배지에서는 $7.49{\times}10^9$ CFU/mL의 생균수로 MFL 배지에서 배양하면 MRS 배지에서 배양했을 때보다 2.2배 더 높은 성장을 보였다. 또한 최적화 배지의 scale-up을 위해 5 L 발효조를 이용하여 2 L의 working volume으로 Leuc. citreum GR1을 배양하였다. 교반속도는 50 rpm에서 생균수 $8.60{\times}10^9$ CFU/mL를 얻었다. 발효조의 pH 조절은 pH-stat mode로 하였으며, 균체 성장의 최적 pH는 수산화나트륨 수용액을 이용한 pH 6.8이었고, 이 조건으로 20시간 배양 후 $11.42{\times}10^9(1.14{\times}10^{10})$ CFU/mL의 균체를 얻을 수 있었다. 이는 MRS 배지로 사용하여 얻은 생균수의 3.34배에 해당하는 높은 값으로, 본 연구에서 개발된 MFL 배지는 김치 종균용 Leuc. citreum GR1 배양을 위한 배지로 배지 단가 절감, 높은 균체 수율 등 충분한 경제적 장점을 기대할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제22권5호
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• pp.305-312
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• 2007

가능한 한 대량의 균주를 테스트하여 고생산성을 지닌 균주를 신속히 선별하기 위해서는 소규모 액상배양 방법의 확립이 필수적인데, 강력한 지질저하제인 monacolin-K의 생산균주인 균사형성 Monascus의 경우 포자나 균사체의 형성이 활발하지 않은 배양 생리적 특성으로 인해 소규모 (miniature) 액상배양이 매우 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 monacolin-K 고생산성 균주개량의 효율성을 큰 폭으로 증가시키고자, 기존의 플라스크 액상배양 방법을 소규모화시킨 tube 배양 방법을 개발함으로써 단기간에 보다 많은 양의 균주를 테스트하고자 하였다. 이차대사산물인 monacolin-K의 생합성은 각각의 배양단계에서의 생산균주의 배양형태가 중요한데, 특별히 최종 생산배양에서 생산성 증가에 심각한 영향을 미치는 배양형태인 직경 1 mm 이하의 pellet 모양을 유도하기 위해서는 성장배양 시에 반드시 고농도의 균사모양이 유도되어야 하는 것으로 관찰되었다. 50 ml tube (7 ml의 조업부피)를 이용하는 소규모 액상 성장배양의 경우 solid seed 배양 단계에서의 포자형성배지의 조성을 통계적 방법을 통해 최적화하고, 또한 성장배지 성분에 brown rice 가루 20 g/L를 첨가할 때, 원하는 균사모양의 배양형태가 유도됨을 확인할 수 있었다. 한편 7 ml의 조업부피의 tube를 이용한 소규모 성장배양 방법의 개발로 인해, 기존의 flask 배양을 이용할 때보다 단기간에 훨씬 많은 변이주의 생산성을 조사하게 되어 균주개량 속도를 큰 폭으로 향상시킬 수는 있었으나, 선별된 개별 균주의 monacolin-K의 생산성은 오히려 전체적으로 감소하는 경향을 보여 주었다. 이러한 결과는 소규모 배양방법을 확립하기 위해 새로이 개발한 포자형성배지와 성장배지의 조성변화로 인해 기존에 확립된 생산배지에서는 생산균주의 monacolin-K 생합성 능력이 최대로 발휘되지 않았기 때문에 발생한 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 소규모 성장배양에 적합한 최적의 생산배지 조성을 확립하고자 통계적 방법인 Plackett-Burman design을 적용하여 monacolin-K 생산성 향상에 영향을 주는 glycerol, malt extract, yeast extract, brown rice의 4가지 성분들을 최종 선별하였고, 또한 이들의 최적농도 결정을 위해 반응표면분석 실험을 수행하였다. 이와 같이 결정된 최적 생산배지를 사용하여 생산배양을 수행한 결과, monacolin-K의 생산성이 2배 이상 증가하고, 배양 형태 또한 용존산소와 영양분의 전달이 매우 용이한 직경 1mm 이하의 pellet 모양을 유지함을 확인할 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.152-156
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• 2005

본 연구에서 수행한 avermectin 생산을 위한 배지 최적화에서 기존의 총 avermectin의 함량 10 mg/L를 470 mg/L까지 증가시켰으며, 이 중 광범위 활성을 가지는 avermectin B1도 50%에 달했다. 최적화된 배지 조성은 50 g/L fructose, 30 g/L malt extract, 5 g/L casamino acid, 2.5 g/L PEG 3,350, and 1 g/L $K_{2}HPO_{4}$이다. $K_{2}HPO_{4}$와 fructose, malt extract가 avermectin 생합성에 크게 작용하는 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.162-166
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• 2008

본 연구는 플라스크 배양을 통해 B. indica L3 균주를 가지고 PS-7을 생산할 수 있는 최적 조건을 조사하기 위해서 수행하였다. RSM을 통한 배지의 최적화 실험에서는 whey lactose, glucose, ammonium nitrate 세 가지의 독립변수의 조성에 따라 배양 72시간에 해당하는 DCW, PS-7, 그리고 점도의 변화에 대한 결과를 관찰하였다. 결정 계수(R square)의 값은 PS-7 생산량, DCW, 점성에서 각각 0.72, 0.64, 0.85로 신뢰성 있는 값을 획득하였다. Whey lactose와 glucose의 조합에 따른 PS-7 생산에 미치는 효과를 살펴보면 whey lactose (2%), glucose (1%)에서 최적의 PS-7 생산을 나타내었다. 결론적으로 glucose에 whey lactose를 기반으로 하는 배지 첨가와 C/N 비율이 PS-7의 생산에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권2호
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• pp.164-168
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• 2015

효모의 액침배양법에 의한 구연산을 발효생산하였다. 여덟 가지 구연산 발효균주의 생산성을 비교하여 가장 생산성이 높은 Candida zeylanoides를 선발하였다. 발효조건의 최적화를 위하여 glucose와 fructose 혼합당 배지에서 C/N 비, 인산염의 농도, Fe²⁺ 이온의 최적 농도를 결정하였다. 삼각 플라스크 실험결과 C/N 비는 40/1이 가장 좋았으며, 최적화된 인삼염과 Fe²⁺ 농도에서 구연산 91.4 g/l와 이소-구연산 19.8 g/l를 생성하였다. 이 결과를 토대로 TCPH 전처리 당밀 배지를 사용한 실험에서는 인삼염 농도 1.0 g/l, Fe²⁺ 이온 50 mg/l 이하의 농도에서 구연산 91 g/l와 이소-구연산 18.5 g/l를 생성하였다. 5 L-Jar 발효조를 사용한 실험에서의 구연산 수율(Y_p/s, g/g)은 0.51이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권4호
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• pp.327-333
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• 1988

대장균을 이용한 재조합 인체 인터루킨-2(IL_2) 생산의 최적화를 위하여 발효조건이 세포성장과 IL-2의 생산 및 재조합 세포의 안정성 등에 미치는 영향을 조사하였다. 복합배지의 경우에는 yeast extract, peptone, corn steep liquor 등이 재조합 세포성장에 좋은 효과를 나타내었다. 재조합 세포의 안정성은 IL-2 발현 억제 조건(3$0^{\circ}C$)에서는 안정하게 유지되었으나 IL-2 생산조건(42$^{\circ}C$)에서는 selection pressure를 주었을 때조차도 현격하게 감소함을 알 수 있었다. 한편 배양배지에 항생제를 첨가한 경우에도 안정성 유지에는 별로 도움이 되지 못하고 세포성장만 억제됨을 알 수 있었다. 유전자의 발현은 대수 증식 중기에서 유도했을 때가 IL-2 생산에 가장 좋은 것으로 나타났으며 IL-2 생산은 세포성장과 플라스미르내의 다른 유전자들의 발현을 상당히 저해시킴을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제20권3호
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• pp.215-219
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• 2005

Bacillus clausii I-52에서 생산되는 염기성 단백질 분해효소를 통계학적 방법을 이용하여 최적화하였다. 7개의 배지성분 중 Plakett-Burman 방법을 이용하여 단백질 분해효소 활성에 영향을 주는 3개의 성분을 선택했고, 또 영향을 주는 농도 범위를 Box-behken 방법에 의해 결정했다. 세 성분을 포함하는 염기성 단백질 분해효소의 생산 함수식을 구했고 이로부터 최적조건을 표면반응분석법을 이용해서 계산했다. 이에 근거한 이론적 최대 생산 활성 (Wheat flour: 0 g/l, Sodium citrate: 5 g/l, Sodium carbonate: 10 g/1)일 때 74000 U/mL의 결과를 얻었다. 실제 최적 배지를 이용한 실험에서는 92000 U/mL의 염기성 단백질 분해효소를 보였다. 최적화 이전 경우 생산량은 49000 U/mL로서 $90\%$의 증가율을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제19권2호
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• pp.148-153
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• 2004

활성 효모의 동물사료 첨가제로의 이용성을 증진시키기 위하여 lipase 생산성이 높은 효모를 (주)강남유지로부터 채취한 폐유와 슬러지로부터 분리하였다. 분리된 균주를 이용, 자외선 돌연변이를 통해 lipase 생산성이 높은 균주를 개발하였으며 산업용 배양배지의 선별, 배양공정의 개선에 관한 연구를 수행하였다. 산업용 배지의 탄소원으로는 고과당, 질소원으로는 CSL이 각각 선정되었으며, 2%의 고과당, 1%의 CSL에서 배양조건을 최적화시키고자 하였다. 1%의 올리브유 첨가, 접종량 4%, 초기 pH 5, 그리고 배양온도 27$^{\circ}C$에서 lipase의 생산성이 최대가 됨을 확인할 수 있었으며 이 때 lipase 역가는 1.12 U/mL를 얻을 수 있었다.

• 한국균학회지
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• 제47권4호
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• pp.359-371
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• 2019

큰느타리버섯에서 철 저장과 관련된 페리틴 단백질의 발현 및 분비를 최적화하기 위해, T-Fer 벡터에 EcoRI 및 HindIII처리를 해 페리틴 유전자를 얻은 후, BamHI으로 처리된 선형의 pPEVPR1b 분비 벡터에 클로닝하여pPEVPR1b-Fer 재조합 벡터를 구축한 다음 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 로 도입하였다. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation 방법에 의해 Pleurotus eryngii로 형질전환하고 kanamycin함유된 MCM 배지에서 올바른 형질전환체를 선별하였고, 단백질 발현은 SDS-PAGE 및 항원항체 반응에 의한 western blot으로 확인하였다. 페리틴 단백질의 분비 발현은 batch culture 및 20 L airlift type fermenter에서 배양 시간 및 온도와 같은 배양 조건에 의해 최적화되었다. 페리틴 생산을 위한 배양 조건은 MCM 배지에서 25℃ 및 8 일 배양에 의해 최적화되었다. 페리틴 단백질의 양은 정량적 단백질 분석에 의해 2.4 mg/g mycelium으로 측정되었다. 그러나, PR1b (32 amino acid)의 분비서열은 큰느타리버섯 내부의 peptidase에 의해 정확하게 processing되지 않았지만, 페리틴 단백질은 균사체에서 최대로 전체단백질의 24.7% 발현되었고, 배양액에서는 검출되지 않았다. 철 결합 활성은 7.5% non-denaturing gel에서 Perls' staining에 의해 확인되었으며, 다량체 페리틴(24 subunits)이 P. eryngii 균사체에서 형성되었음을 보여준다. 생물학적 활성 측정을 위하여 페리틴을 함유한 분말을 제조하여 육계의 사료 첨가제로서의 사용 가능성에 대해 시험하였으며, 결과적으로 페리틴은 육계의 성장을 촉진하고 사료 효율 및 생산 지수를 향상시키는것으로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.680-685
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• 2015

이전에 토양으로부터 cellulase와 xylanase 생산 균주로 단리하였다. 단리한 균주 유래의 16S rRNA 유전자 및 API 50 kit를 분석한 결과 Bacillus subtilis와 약 99.5%의 높은 상동성을 보였기에 본 균주를 B. subtilis NC1으로 명명하였다. Bacillus subtilis NC1 균주 유래 cellulase와 xylanase 유전자를 cloning 하여 유전자 배열을 규명하였다. 또한, 두 효소의 아미노산 배열을 이용하여 상동성을 검토한 결과 cellulase는 Glycoside hydrolase family (GH) 5 그리고 xylanase는 GH30에 속하는 효소임을 밝혔다. 본 연구에서는 B. subtilis NC1 의 cellulase 생산을 위한 배지성분의 최적 농도를 결정하기 위해 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 기반으로 한 반응표면 분석법(Response Surface Methodology) 을 수행하였다. 세가지 독립변수로는 tryptone, yeast extract, 그리고 NaCl이 조사되었다. 반응값에 대하여 분산분석을 실시한 결과 결정계수(R²)는 0.96이었으며 전체 모델에 대한 유의확률이 0.0001로 매우 높은 유의성을 지님을 확인하였다. 반응표면분석법을 통하여 얻어진 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 위한 최적화 배지의 각 변수 농도는 tryptone 2.5%, yeast extract 0.5%, 그리고 NaCl 1.0%로 예측 되었다. 최적화 배지에서의 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 검증한 최적화를 실시하기 이전인 대조구의 cellulase 활성 0.5U/ml와 비교하면 24% 활성이 향상된 0.62U/ml의 높은 활성을 보였다.